2014 Fiscal Year Annual Research Report
クマリンのプレニル基転移酵素ファミリーの開拓と触媒機能の高次制御
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24310156
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
矢崎 一史 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (00191099)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉山 暁史 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (20598601)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | プレニル基転移酵素 / クマリン / 柑橘類 / アシタバ / 膜結合性酵素 / ジメチルアリルジリン酸 / ゲラニルジリン酸 / O-プレニル化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物の芳香族基質プレニル基転移酵素ファミリーに関する研究領域の深化と発展を目標として、重要なクマリンのプレニル化酵素を中心に据え、そのクローングと、現在まで全く報告例のないO-プレニル化酵素の取得を目指した。これら新しい機能的特徴を持った酵素蛋白質がどのようなアミノ酸配列を持つのかを知ることは、酵素化学の基礎的理解に資するものとして、また酵素蛋白質の分子進化を論じる上で極めて重要である。さらに、これまでプラスチド局在としてしか論じられてこなかった本酵素群の詳細な膜局在性の解析を行うことを目指す。
クマリンのプレニル化酵素遺伝子を当初、O-プレニル化活性の高いカンキツ類に求めて、レモンやグレープフルーツなどから６種類のプレニル基転移酵素（PT）の遺伝子をクローニングして活性をNicotiana benthamiana の系で確認した。いずれもクマリン基質のPT活性を示したが、全てC-プレニル化酵素活性を示した。そこで次世代シーケンサーを用いてグレープフルーツのRNA-Seq 解析を行い、新たにO-PTの候補として４クローンを取得した。これについては現在酵素活性の確認を行っている。なお、レモンのCl-PT1はユニークなゲラニル化活性を示し、これに関しては、Plant Physiology, Vol. 166, pp. 80-90, 2014 で公表した。
一方、セリ科のアシタバからクローニングしていたAkPT5とAkPT7と仮称する２種のPTが、それぞれ、クマリンとカルコン（フラボノイド）のO-プレニル化活性を示す事を明らかとした。現在、N. benthamiana の系で発現させ、論文化に必要なデータの取得を行っている所である。
PTの膜局在性に関しては共焦点レーザー顕微鏡解析から、プラスチド内膜に局在するとのデータを得た。これも上記のデータと合わせ論文化する。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Molecular cloning and characterization of a geranyl diphosphate-specific aromatic prenyltransferase from Citrus limon2014
Author(s)
Munakata, R., Inoue, T., Koeduka, T., Karamat, F., Olry, A., Sugiyama, A., Takanashi, K., Dugrand, A., Froelicher, Y., Tanaka, R., Uto, Y., Hori, H., Azuma, J., Hehn, A., Bourgaud, F., Yazaki, K.
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: 166
Pages: 80–90
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Metabolic engineering of flavonoids with prenyltransferase and chalcone isomerase genes in tomato fruits2014
Author(s)
Kawasaki, K., Koeduka, T., Sugiyama, A., Sasaki, K., Linley, PJ., Shitan, S., Kumano, T., Yamamoto, H., Ezura, H., Kuzuyama, T., Yazaki, K.
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Journal Title
Plant Biotechnology
Volume: 31
Pages: 567-571
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] パースニップのフラノクマリン経路において膜結合型プレニル化酵素はリニア型 / アンギュラー型 生合成の運命を決定する2015
Author(s)
棟方涼介, Fazeelat KARAMAT, Alexandre OLRY, Courdavault VINCENT, 杉山暁史, 伊達慶明, Celia KRIEGER, Nicolas PAPON, Emilien FOURREAU, Jeremy GROSJEAN, 矢崎一史, Frederic BOURGAUD, Alain HEHN
Organizer
日本農芸化学会岡山大会
Place of Presentation
岡山市
Year and Date
2015-03-26 – 2015-03-29
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[Presentation] Membrane-bound dimethylallyltransferase for umbelliferone catalyzes the first committed biosynthetic reaction in furanocoumarin formation2014
Author(s)
Ryosuke Munakata, Karamat Fazeelat, Alexandre Olry, Takao Koeduka, Masaharu Mizutani, Célia Krieger, Akifumi Sugiyama, Cedric Paris, Alain Hehn, Frédéric Bourgaud, Kazufumi Yazaki
Organizer
The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference
Place of Presentation
Nagoya
Year and Date
2014-09-02 – 2014-09-06
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